2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第04章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力定律 第2講 平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版

《2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第04章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力定律 第2講 平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第04章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力定律 第2講 平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版（12頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二講　平拋運(yùn)動(dòng) 一 平拋運(yùn)動(dòng) 1.定義：以一定的初速度沿水平方向拋出的物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)． 2．性質(zhì)：平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線． 3．平拋運(yùn)動(dòng)的條件 (1)v0≠0，沿水平方向；(2)只受重力作用． 4．研究方法 平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)． 5．平拋運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向都時(shí)刻改變，其軌跡為曲線，平拋運(yùn)動(dòng)可看做勻變速運(yùn)動(dòng)，其理論依據(jù)是什么？在相同時(shí)間內(nèi)速度的改變有何規(guī)律？ 提示：平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力，其加速度恒為g.由Δv＝g·Δt知在相同時(shí)間內(nèi)速度的改變量相同． 6．基本規(guī)律 (1

2、)位移關(guān)系 大小：s＝ 方向：tan β＝＝ (2)速度關(guān)系 大?。簐＝ 方向：tan α＝＝ 7．求以下三種情況下平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(如圖所示) 提示：(a)h＝gt2，t＝ 　(b)x＝v0t，y＝gt2，tan α＝得t＝　(c)x＝v0t，t＝. 二 斜拋運(yùn)動(dòng)(說明：斜拋運(yùn)動(dòng)只作定性要求) 1.定義：將物體以初速度v0沿斜向上方或斜向下方拋出，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)． 2．性質(zhì)：加速度為重力加速度g的勻變速運(yùn)動(dòng)，軌跡是拋物線． 3．研究方法：斜拋運(yùn)動(dòng)可以看作水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)． 1．判斷正誤 (1)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋

3、物線，速度方向時(shí)刻變化，加速度方向也可能時(shí)刻變化．(　　) (2)無論初速度是斜向上方還是斜向下方的斜拋運(yùn)動(dòng)都是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．(　　) (3)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體質(zhì)量越大，水平位移越大．(　　) (4)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體初速度越大，落地時(shí)豎直方向的速度越大．(　　) (5)從同一高度水平拋出的物體，不計(jì)空氣阻力，初速度大的落地速度大．(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√ 2．(人教版必修2P10做一做改編)(多選)為了驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．小錘打擊彈性金屬片后，A球水平拋出，同時(shí)B球被松開，自由下落，關(guān)于該實(shí)

4、驗(yàn)，下列說法中正確的有(　　) A．兩球的質(zhì)量應(yīng)相等 B．兩球應(yīng)同時(shí)落地 C．應(yīng)改變裝置的高度，多次實(shí)驗(yàn) D．實(shí)驗(yàn)也能說明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng) 答案：BC 3．(教科版必修2P18第2題)一架投放救援物資的飛機(jī)在某個(gè)受援區(qū)域的上空水平地勻速飛行，從飛機(jī)上每隔1 s投下1包救援物資，先后共投下4包，若不計(jì)空氣阻力，則4包物資落地前(　　) A．在空中任何時(shí)刻總是排成拋物線，它們的落地點(diǎn)是等間距的 B．在空中任何時(shí)刻總是排成拋物線，它們的落地點(diǎn)不是等間距的 C．在空中任何時(shí)刻總在飛機(jī)正下方排成豎直的直線，它們的落地點(diǎn)是等間距的 D．在空中任何時(shí)刻總在飛機(jī)正下方排成

5、豎直的直線，它們的落地點(diǎn)不是等間距的 答案：C 4．(人教必修2P15第2題改編)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了確定小球在不同時(shí)刻所通過的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)用如圖所示的裝置，先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平木板表面釘上復(fù)寫紙和白紙，并將該木板豎直立于槽口附近處，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠(yuǎn)離槽口平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；又將木板再向遠(yuǎn)離槽口平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C.若測(cè)得木板每次移動(dòng)距離x＝10.00 cm，A、B間距離y1＝4.78 cm，B、

6、C間距離y2＝14.58 cm.(g取9.80 m/s2) ①根據(jù)以上直接測(cè)量的物理量得小球初速度為v0______________(用題中所給字母表示) ②小球初速度的測(cè)量值為________m/s.(保留兩位有效數(shù)字) 答案：①x?、?.0 考點(diǎn)一 平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律 1.飛行時(shí)間：由t＝知，時(shí)間取決于下落高度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，與初速度v0無關(guān)． 2．水平射程：x＝v0t＝v0，即水平射程由初速度v0、下落高度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭共同決定，與其他因素?zé)o關(guān)． 3．落地速度：v＝＝，以θ表示落地速度與x軸正方向間的夾角，有tan θ＝＝，所以落地速度只與初速

7、度v0、下落高度h以及當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭有關(guān)． 4．兩個(gè)重要推論 (1)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定通過此時(shí)水平位移的中點(diǎn)，如圖所示，即xB＝． 推導(dǎo)： ?xB＝ (2)做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體在任一時(shí)刻，設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為θ，位移方向與水平方向的夾角為α，則tan θ＝2tan α.如圖所示． 推導(dǎo)： ?tan θ＝2tan α 　(2017·課標(biāo)Ⅰ)發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個(gè)速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響)．速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)；其原因是(　　) A．速度較小的球下降相同距離所用的時(shí)間較多

8、 B．速度較小的球在下降相同距離時(shí)在豎直方向上的速度較大 C．速度較大的球通過同一水平距離所用的時(shí)間較少 D．速度較大的球在相同時(shí)間間隔內(nèi)下降的距離較大 解析：選C　忽略空氣的影響時(shí)乒乓球做平拋運(yùn)動(dòng)．由豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)有t＝、vy＝，某一時(shí)間間隔內(nèi)下降的距離y＝vyt＋gt2，由h相同，可知A、B、D皆錯(cuò)誤；由水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng)有x＝v0t，可見x相同時(shí)t與v0成反比，C正確． 在平拋運(yùn)動(dòng)中，初速度v0與加速度g不是同一直線上的物理量，不能按勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式x＝v0t＋at2、v＝v0＋at直接套用．注意先分解為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)進(jìn)行處理，必要時(shí)再合成． 　 (2012·全

9、國課標(biāo)卷)(多選)如圖，x軸在水平面內(nèi)，y軸沿豎直方向．圖中畫出了從y軸上沿x軸正向拋出的三個(gè)小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中b和c是從同一點(diǎn)拋出的．不計(jì)空氣阻力，則(　　) A．a(chǎn)的飛行時(shí)間比b的長(zhǎng) B．b和c的飛行時(shí)間相同 C．a(chǎn)的水平速度比b的小 D．b的初速度比c的大 解析：選BD　由h＝gt2知t＝ ，飛行時(shí)間取決于高度，只與高度有關(guān)，A錯(cuò)誤，B正確；做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故其初速度v0＝，式中x指水平方向的位移，t指飛行時(shí)間，由此可知，a的初速度最大，c的初速度最小，C錯(cuò)誤，D正確． 1．(2017·江蘇單科)如圖所示，A、B兩小球從相同高度同

10、時(shí)水平拋出，經(jīng)過時(shí)間t在空中相遇． 若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩球從拋出到相遇經(jīng)過的時(shí)間為(　　) A．t　　　　　　　　 B．t C． D． 解析：選C　依據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理，在水平方向上，兩球之間的距離d＝(v1＋v2)t＝(2v1＋2v2)t′，得t′＝，故選項(xiàng)C正確． 2．(多選)如圖所示，水平地面上有一個(gè)坑，其豎直截面為正方形ABCD，若在A點(diǎn)以初速度v0沿AB方向拋出一小球，小球會(huì)擊中坑壁上的C點(diǎn)，已知AB的長(zhǎng)度為l，忽略空氣阻力．則(　　) A．小球下落的時(shí)間t＝ B．坑的深度AD＝ C．落到C 點(diǎn)的速度大小為v0 D．落到C點(diǎn)時(shí)速度方向與水

11、平面成60°角 解析：選AB　小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移l＝v0t，則小球下落的時(shí)間為t＝，A項(xiàng)正確；小球在豎直方向的位移y＝gt2＝， B項(xiàng)正確；落到C點(diǎn)時(shí)，水平分位移與豎直分位移大小相等，即v0t＝t，所以vy＝2v0，落到C點(diǎn)時(shí)速度大小v＝＝v0，方向與水平面的夾角的正切值為tan θ＝＝2，不等于60°，C、D錯(cuò)誤. 考點(diǎn)二 與斜面或球面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng)問題 1.從斜面上平拋 已知位移方向，方法：分解位移 x＝v0t，y＝gt2 tan θ＝，可求得t＝ 2．對(duì)著斜面平拋 已知速度的大小或方向，方法：分解速度 vx＝v0 vy＝gt tan θ＝＝ 可求得

12、t＝ 　如圖所示，a、b兩小球分別從半圓軌道頂端和斜面頂端以大小相等的初速度v0同時(shí)水平拋出，已知半圓軌道的半徑與斜面豎直高度相等且在同一豎直面內(nèi)，斜面底邊長(zhǎng)是其豎直高度的2倍，若小球b能落到斜面上，下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)、b不可能同時(shí)分別落在半圓軌道和斜面上 B．a(chǎn)球一定先落在半圓軌道上 C．a(chǎn)球可能先落在半圓軌道上 D．b球一定先落在斜面上 解析：選C　將圓軌道和斜面軌道重合在一起，如圖所示，交點(diǎn)為A，初速度合適，可知小球做平拋運(yùn)動(dòng)落在A點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，即同時(shí)落在半圓軌道和斜面上．若初速度不適中，由圖可知，可能小球先落在斜面上，也可能先落在圓軌道上，故C正確

13、，ABD錯(cuò)誤． 本題考查平拋運(yùn)動(dòng)比較靈活，學(xué)生容易陷入計(jì)算比較的一種錯(cuò)誤方法當(dāng)中，不能想到將半圓軌道和斜面軌道重合進(jìn)行分析比較． 　(2018·吉林質(zhì)量檢測(cè))(多選)如圖所示，足夠長(zhǎng)的斜面上有a、b、c、d、e五個(gè)點(diǎn)，ab＝bc＝cd＝de，從a點(diǎn)水平拋出一個(gè)小球，初速度為v0時(shí)，小球落在斜面上的b點(diǎn)，落在斜面上時(shí)的速度方向與斜面夾角為θ；不計(jì)空氣阻力，初速度為2v0時(shí)(　　) A．小球可能落在斜面上的c點(diǎn)與d點(diǎn)之間 B．小球一定落在斜面上的e點(diǎn) C．小球落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角大于θ D．小球落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角也為θ 解析：選BD　小球落在斜面上速

14、度與水平方向的夾角為α，則小球落在斜面上，豎直方向上的速度與水平方向速度的比值tan α＝＝，解得：t＝，在豎直方向上的位移y＝gt2＝， 當(dāng)初速度變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，豎直方向上的位移變?yōu)樵瓉淼?倍，所以小球一定落在斜面上的e點(diǎn)，故A錯(cuò)誤，B正確；設(shè)小球落在斜面上速度與水平方向的夾角為β，則tan β＝＝，又t＝2×＝，所以tan β＝tan α，所以落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角也為θ，故C錯(cuò)誤，D正確；故選BD． 3．(多選)如圖所示，ab為豎直平面內(nèi)的半圓環(huán)acb的水平直徑，c為環(huán)上最低點(diǎn)，環(huán)半徑為R.將一個(gè)小球從a點(diǎn)以初速度v0沿ab方向拋出，設(shè)重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則下

15、列敘述正確的是(　　) A．當(dāng)小球的初速度v0＝時(shí)，落到環(huán)上時(shí)的豎直分速度最大 B．當(dāng)小球的初速度v0＜時(shí)，將撞擊到環(huán)上的ac段圓弧 C．當(dāng)v0取適當(dāng)值，小球可以垂直撞擊圓環(huán) D．無論v0取何值，小球都不可能垂直撞擊圓環(huán) 解析：選BD　小球拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，若使得豎直分速度最大，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有y＝gt2，當(dāng)y＝R＝gt2時(shí)速度最大，此時(shí)t＝ ，小球落在c點(diǎn)，水平位移為R，那么平拋的初速度v0＝ ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．初速度v0＜ ，則豎直位移等于R時(shí)，水平位移小于R，則小球?qū)⒆矒舻江h(huán)上的ac段圓弧，選項(xiàng)B正確．假如平拋運(yùn)動(dòng)末速度與圓

16、弧垂直，則末速度反向延長(zhǎng)線一定指向圓心，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)末速度反向延長(zhǎng)線與水平位移交點(diǎn)為中點(diǎn)判斷，水平位移即為2R，而小球從a點(diǎn)向右做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)不可能落在b點(diǎn)，所以無論v0取何值小球都不可能垂直撞擊圓環(huán)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 4．(2018·江西師大附中模擬)(多選)如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為0.4 kg的小物塊從高h(yuǎn)＝0.05 m的坡面頂端由靜止釋放，滑到水平臺(tái)上，滑行一段距離后，從邊緣O點(diǎn)水平飛出，擊中平臺(tái)右下側(cè)擋板上的P點(diǎn)．現(xiàn)以O(shè)為原點(diǎn)在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系，擋板的形狀滿足方程y＝x2－6(單位：m)，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，g取10 m/s2，則下列說法正確的是(　　)

17、A．小物塊從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的水平位移為2 m B．小物塊從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為1 s C．小物塊剛到P點(diǎn)時(shí)速度方向與水平方向夾角的正切值等于10 D．小物塊剛到P點(diǎn)時(shí)速度的大小為10 m/s 解析：選BC　對(duì)小物塊，從釋放至到達(dá)O點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得mgh＝mv－0，代入數(shù)據(jù)解得v0＝＝ m/s＝1 m/s.小物塊從O點(diǎn)水平拋出做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向y＝－gt2，水平方向x＝v0t，解得y＝－5x2；又有y＝x2－6，聯(lián)立解得x＝1 m，y＝－5 m，根據(jù)y＝－gt2，解得t＝＝ s＝1 s，故A錯(cuò)誤，B正確；豎直方向的速度大小vy＝gt＝10×1 m/s＝10 m/s，設(shè)剛到P點(diǎn)

18、時(shí)速度方向與水平方向夾角為θ，則有tan θ＝＝＝10，故C正確；根據(jù)速度的合成法則，小物塊剛到P點(diǎn)時(shí)速度的大小為v＝＝ m/s＝ m/s，故D錯(cuò)誤. 考點(diǎn)三 平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問題 　(2015·全國卷Ⅰ)一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺(tái)如圖所示．水平臺(tái)面的長(zhǎng)和寬分別為L(zhǎng)1和L2，中間球網(wǎng)高度為h.發(fā)射機(jī)安裝于臺(tái)面左側(cè)邊緣的中點(diǎn)，能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球，發(fā)射點(diǎn)距臺(tái)面高度為3h.不計(jì)空氣的作用，重力加速度大小為g.若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi)，通過選擇合適的方向，就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺(tái)面上，則v的最大取值范圍是(　　) A．

19、 D．

20、擬)2016年8月21日巴西里約奧運(yùn)會(huì)女排決賽，中國女排再現(xiàn)不屈不撓的“女排精神”，憑頑強(qiáng)意志殺出一條血路，最終3∶1力克勁旅塞爾維亞隊(duì)，時(shí)隔12年后再獲奧運(yùn)金牌．已知排球場(chǎng)總長(zhǎng)為18 m，球網(wǎng)高度為2 m．若朱婷站在離網(wǎng)3 m的線上(圖中虛線所示)正對(duì)網(wǎng)前跳起將球水平擊出(速度方向垂直于球網(wǎng))，設(shè)擊球點(diǎn)在3 m線正上方且擊球高度為3 m處，朱婷擊球的速度在什么范圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不越界．(不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小g取10 m/s2)(　　) A．3 m/s＜v＜4 m/s B．2 m/s＜v＜3 m/s C．3 m/s＜v＜3 m/s D．v＞4 m/s 解析：選A　球被擊

21、出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)h＝gt2得，t＝ ＝ s＝ s，擊球的最大速度vmax＝＝ m/s＝4 m/s；為了使球不觸網(wǎng)，則h′＝gt′2，解得t′＝＝ s＝ s，則擊球的最小速度為vmin＝＝ m/s＝3 m/s，則擊球的速度范圍為3 m/s＜v＜4 m/s，A正確． 5．如圖所示，一圓柱形容器高、底部直徑均為L(zhǎng)，球到容器左側(cè)的水平距離也是L，一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球離地高為2L，現(xiàn)將小球水平拋出，要使小球直接落在容器底部，重力加速度為g，小球拋出的初速度v的大小范圍為(空氣阻力不計(jì))(　　) A． ＜v＜ B． ＜v＜2 C． ＜v＜ D． ＜v＜ 解析：選A　要使小球直接落入容器

22、底部，則最小速度對(duì)應(yīng)小球緊貼著容器最左邊上端落入容器的速度．由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：L＝gt2，L＝vmint，聯(lián)立兩式得vmin＝.最大速度為對(duì)應(yīng)小球緊貼著容器右邊底端落入容器的速度，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：2L＝gt2,2L＝vmaxt，聯(lián)立兩式得vmax＝.故選A． 6．(2018·湖南長(zhǎng)沙聯(lián)考)(多選)在某次高爾夫球比賽中，美國選手羅伯特—斯特布擊球后，球恰好落在洞的邊緣，假定洞內(nèi)bc表面為球面，半徑為R，且空氣阻力可忽略，重力加速度大小為g，把此球以大小不同的初速度v0沿半徑方向水平擊出，如圖所示，球落到球面上，下列說法正確的是(　　) A．落在球面上時(shí)的最大速度為2 B．落在球面上時(shí)的最

23、小速度為 C．小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與v0大小無關(guān) D．無論調(diào)整v0大小為何值，球都不可能垂直擊在球面上 解析：選BD　 平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，由h＝gt2，得t＝.設(shè)小球落在A點(diǎn)時(shí)，OA與豎直方向之間的夾角為θ，水平方向的位移為x，豎直方向的位移為y，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度為vy，則x＝v0t＝Rsin θ，y＝＝＝Rcos θ，得v＝2gRcos θ，v＝，又由vt＝＝＝，所以落在球面上時(shí)的小球有最小速度，當(dāng)cos θ＝時(shí)，速度最小，最小速度為，故A錯(cuò)誤，B正確；由以上的分析可知，小球下落的時(shí)間t＝＝，其中cos θ與小球的初速度有關(guān)，故C錯(cuò)誤；小球撞擊在球面上時(shí)，根據(jù)“平拋運(yùn)動(dòng)速度的反向延長(zhǎng)線交于水平位移的中點(diǎn)”結(jié)論可知，由于O不在水平位移的中點(diǎn)，所以小球撞在球面上的速度反向延長(zhǎng)線不可能通過O點(diǎn)，也就不可能垂直撞擊在球面上，故D正確． 12